CN117594889A - 一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池组运行管控领域，用于解决现有电池安全组件缺少电池健康评估以及电池启动前的自检预警功能，导致电池容易带故障投入运行的问题，具体为一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统；本发明中，采集到电池温度变化的表层信息，并同步采集环境信息，根据环境信息对电池温度变化的分析进行干预，通过对环境信息和自身信息的综合分析，确定电池是否存在自身故障因素，保证蓄电池组的使用安全，在对蓄电池组进行管控时，提高了电池监管的准确性，通过对信息交互平台中的信息进行筛选梳理，及时地发现电池健康状况差的蓄电池组，通过权限控制禁止带有故障的蓄电池组投入运行，保证了蓄电池使用过程的安全。

Description

一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统

技术领域

本发明涉及电池组运行管控领域，具体为一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统。

背景技术

化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池，目前，常用的电池有铅酸电池和锂电池两种；

目前，电池的安全主要是通过感温和温控组件来实现的，通过对电池温度进行检测，保证电池运行时不会因为高温导致爆燃现象出现，然而，现有技术中的蓄电池安全组件仍存在不足之处，由于安全组件的监管因素过于单一，同时安全组件的监管也仅仅是通过阈值监管来实现温控，缺少有效的电池健康评估手段，且在电池启动前，缺少自检功能，导致电池容易带故障运行，增加了使用风险；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明中，通过对电池自身温度进行监控，从而采集到电池温度变化的表层信息，并通过同步采集到的环境信息，根据环境信息对电池温度变化的分析进行干预，从而获取到电池自身的健康状况，在电池运行温度出现异常时，通过对环境信息和自身信息的综合分析，确定电池是否存在自身故障因素，对电池自身以及在不同环境下的电池运行实现安全监管，保证蓄电池组的使用安全，在对蓄电池组进行管控时，提高了电池监管的准确性，通过对信息交互平台中的信息进行筛选梳理，及时地发现电池健康状况差的蓄电池组，通过权限控制禁止带有故障的蓄电池组投入运行，保证了蓄电池使用过程的安全，解决现有电池安全组件缺少电池健康评估以及电池启动前的自检预警功能，导致电池容易带故障投入运行的问题，而提出一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，包括电池健康监管单元、运行环境检测单元、电池状态检测单元、运行过程监管单元和信息交互平台，所述运行环境检测单元能够获取到电池所处空间环境温度，并将环境温度发送至信息交互平台；

所述电池状态检测单元能够获取到电池运行温度，并将电池运行温度发送至信息交互平台；

所述运行过程监管单元能够通过信息交互平台获取到环境温度、电池运行温度，并对环境温度和电池运行温度进行电池运行安全分析，根据分析结果生成电池运行结果，并将电池运行结果反馈至信息交互平台；

所述电池健康监管单元获取到电池运行结果，并对电池运行结果进行标准化分析，根据分析结果生成电池健康结果，并将电池健康结果发送至信息交互平台；

所述信息交互平台在蓄电池组运行前获取到电池健康结果，并对电池健康结果进行判断，若电池健康结果不符合电池安全运行要求，则在启动前生成预警提醒，所述信息交互平台在电池运行过程中收到电池健康结果后，对电池健康结果进行判断，若电池健康结果不符合电池运行下限，则生成警报提醒。

作为本发明的一种优选实施方式，所述运行环境检测单元在获取到电池所处空间的环境温度包括静止温度、工况温度和冷却温度，在电池未运行的时间对环境温度进行采集，并记录为静止温度，在电池运行结束瞬间进行采集，记录为工况温度，在电池运行结束后经过一个间隔时间进行采集，记录为冷却温度，其中间隔时间为提前预设的时间段。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电池状态检测单元获取到的电池运行温度包括初始温度、运行温度和温升幅度，在电池运行前对电池温度进行采集，记录为初始温度，在电池运行过程中以预设的间隔对电池温度进行持续采集，记录为运行温度，所述电池状态检测单元以初始温度为起点，依次计算每两次相邻采集点之间的温度差，记录为温升幅度，并将温升幅度发送至信息交互平台。

作为本发明的一种优选实施方式，所述运行过程监管单元获取到环境温度，并计算工况温度和冷却温度之间的差值，将差值记录为冷却幅度T1，计算工况温度和静止温度之间的差值，并将差值记录为环境变化幅度T2，计算冷却温度和静止温度之间的差值，记录为回降幅度T3，通过公式分析计算环境冷却特征值X，其中q为预设的权重系数，q＜1，a为预设的干扰常数；

所述运行过程监管单元将冷却特征值X与预设的冷却阈值进行对比，若冷却特征值X小于预设的冷却阈值，则生成冷却效率过低信号，若冷却特征值X大于预设的冷却阈值，则生成冷却效率合格信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述运行过程监管单元获取到电池运行温度后，对电池运行温度进行阈值分析，若每一组电池运行温度均在预设的运行温度范围之内，则生成运行温度正常信号，若存在至少一组电池运行温度位于预设的运行温度范围之外，则将位于预设的运行温度范围外的电池运行温度记录为超标温度；

所述运行过程监管单元获取超标温度的采集时间，并根据超标温度的采集时间确定位于超标温度前方的温升幅度，若温升幅度为异常温升，则生成升温异常信号，若温升幅度为正常温升，则生成升温正常信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述运行过程监管单元将初始温度记录为t1，将运行温度记录为t2，通过公式分析计算预计运行温度y，k＝k1～k2，其中，k为预设的权重系数，当取值为k1时，为预计运行温度的下限值，k取值为k2时，为预计运行温度的上限值，k1＜k2；

所述运行监管单元确定温升幅度为异常温升或正常温升的方法包括以下步骤：

一：获取到环境冷却特征值X、温升幅度和运行温度，其中运行温度为温升幅度前一采集时间点的数据，温升幅度为位于超标温度前方的采集时间点的数据；

二：通过公式计算获取到正常温升范围b，其中w为预设的权重系数；

三：将温升幅度与正常温升范围b进行对比，若温升幅度小于正常温升范围，则为正常温升，若温升幅度大于正常温升范围b，则为异常温升。

作为本发明的一种优选实施方式，所述运行监管单元将冷却效率过低信号、冷却效率合格信号、超标温度、运行温度正常信号、正常温升和异常温升作为电池运行结果发送至信息交互平台。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电池健康监管单元获取到电池运行结果后，若电池运行结果同时具有冷却效率过低信号、超标温度、异常温升后，向信息交互平台发送电池高危信号，若电池运行结果具有冷却效率过低信号、超标温度或异常温升中的其中一组或两组时，生成电池低危信号，若电池运行结果未生成冷却效率过低信号、超标温度和异常温升时，生成电池正常信号，其中，电池正常信号、电池低危信号和电池高危信号为电池健康结果。

作为本发明的一种优选实施方式，在电池启动前，所述信息交互平台获取到电池高危信号时，禁止蓄电池进入工作状态，同时生成高危预警，在获取到电池低危信号时，生成低危预警，获取到电池正常信号时，不作出反应；

在电池运行中，所述信息交互平台获取到电池高危信号时，生成高危警报，同时生成停机提醒，获取到电池低危信号时，生成低危预警，同时生成停机提醒，获取到电池正常信号时，不作出反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，在对蓄电池组进行安全管控时，通过对蓄电池的环境信息和电池自身信息进行监控，从而在电池运行温度出现异常时，通过对环境信息和自身信息的综合分析，确定电池是否存在自身故障因素，从而对电池自身以及在不同环境下的电池运行实现安全监管，保证蓄电池组的使用安全。

2、本发明中，在对蓄电池组进行管控时，通过对电池自身温度进行监控，从而采集到电池温度变化的表层信息，并通过同步采集到的环境信息，根据环境信息对电池温度变化的分析进行干预，从而获取到电池自身的健康状况，提高了电池监管的准确性。

3、本发明中，通过对信息交互进行整合，从而当蓄电池组要启动时，通过对信息交互平台中的信息进行筛选梳理，及时地发现电池健康状况差的蓄电池组，并通过权限控制禁止带有故障的蓄电池组投入运行，保证了蓄电池使用过程的安全。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1所示，一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，包括电池健康监管单元、运行环境检测单元、电池状态检测单元、运行过程监管单元和信息交互平台，运行环境检测单元能够获取到电池所处空间环境温度，运行环境检测单元在获取到电池所处空间的环境温度包括静止温度、工况温度和冷却温度，在电池未运行的时间对环境温度进行采集，并记录为静止温度，在电池运行结束瞬间进行采集，记录为工况温度，在电池运行结束后经过一个间隔时间进行采集，记录为冷却温度，其中间隔时间为提前预设的时间段，并将环境温度发送至信息交互平台；

电池状态检测单元能够获取到电池运行温度，电池状态检测单元获取到的电池运行温度包括初始温度、运行温度和温升幅度，在电池运行前对电池温度进行采集，记录为初始温度，在电池运行过程中以预设的间隔对电池温度进行持续采集，记录为运行温度，电池状态检测单元以初始温度为起点，依次计算每两次相邻采集点之间的温度差，记录为温升幅度，并将温升幅度发送至信息交互平台，并将电池运行温度发送至信息交互平台；

运行过程监管单元能够通过信息交互平台获取到环境温度、电池运行温度，运行过程监管单元获取到环境温度后，计算工况温度和冷却温度之间的差值，将差值记录为冷却幅度T1，计算工况温度和静止温度之间的差值，并将差值记录为环境变化幅度T2，计算冷却温度和静止温度之间的差值，记录为回降幅度T3，通过公式分析计算环境冷却特征值X，其中q为预设的权重系数，q＜1，a为预设的干扰常数，通过冷却环境特征值X表征蓄电池组所处的环境的散热能力；

运行过程监管单元将冷却特征值X与预设的冷却阈值进行对比，若冷却特征值X小于预设的冷却阈值，则生成冷却效率过低信号，若冷却特征值X大于预设的冷却阈值，则生成冷却效率合格信号；

运行过程监管单元将初始温度记录为t1，将运行温度记录为t2，通过公式分析计算预计运行温度y，k＝k1～k2，其中，k为预设的权重系数，当取值为k1时，为预计运行温度的下限值，k取值为k2时，为预计运行温度的上限值，k1＜k2，运行过程监管单元获取到电池运行温度后，对电池运行温度进行阈值分析，若每一组电池运行温度均在预设的运行温度范围之内，则生成运行温度正常信号，若存在至少一组电池运行温度位于预设的运行温度范围之外，则将位于预设的运行温度范围外的电池运行温度记录为超标温度，表明电池运行温度过低。

运行过程监管单元获取超标温度的采集时间，并根据超标温度的采集时间确定位于超标温度前方的温升幅度，运行监管单元获取到环境冷却特征值X、温升幅度和运行温度，其中运行温度为温升幅度前一采集时间点的数据，温升幅度为位于超标温度前方的采集时间点的数据，通过公式计算获取到正常温升范围b，其中w为预设的权重系数，将温升幅度与正常温升范围b进行对比，若温升幅度小于正常温升范围，则为正常温升，若温升幅度大于正常温升范围b，则为异常温升；若温升幅度为异常温升，则生成升温异常信号，若温升幅度为正常温升，则生成升温正常信号。

运行监管单元将冷却效率过低信号、冷却效率合格信号、超标温度、运行温度正常信号、正常温升和异常温升作为电池运行结果，并将电池运行结果反馈至信息交互平台。

实施例二：

请参阅图1所示，电池健康监管单元获取到电池运行结果，并对电池运行结果进行标准化分析，根据分析结果生成电池健康结果，并将电池健康结果发送至信息交互平台，电池健康监管单元获取到电池运行结果后，若电池运行结果同时具有冷却效率过低信号、超标温度、异常温升后，向信息交互平台发送电池高危信号，若电池运行结果具有冷却效率过低信号、超标温度或异常温升中的其中一组或两组时，生成电池低危信号，若电池运行结果未生成冷却效率过低信号、超标温度和异常温升时，生成电池正常信号，其中，电池正常信号、电池低危信号和电池高危信号为电池健康结果。

信息交互平台在蓄电池组运行前获取到电池健康结果，并对电池健康结果进行判断，信息交互平台获取到电池高危信号时，禁止蓄电池进入工作状态，同时生成高危预警，在获取到电池低危信号时，生成低危预警，获取到电池正常信号时，不作出反应，实现在启动前生成预警提醒，从而避免带有故障的蓄电池组投入运行，信息交互平台在电池运行过程中收到电池健康结果后，若信息交互平台获取到电池高危信号，生成高危警报，同时生成停机提醒，获取到电池低危信号时，生成低危预警，同时生成停机提醒，获取到电池正常信号时，不作出反应，实现电池运行中生成警报提醒，能够及时的提醒使用人员进行查看，排除隐患。

本发明中，通过对电池自身温度进行监控，从而采集到电池温度变化的表层信息，并通过同步采集到的环境信息，根据环境信息对电池温度变化的分析进行干预，从而获取到电池自身的健康状况，在电池运行温度出现异常时，通过对环境信息和自身信息的综合分析，确定电池是否存在自身故障因素，对电池自身以及在不同环境下的电池运行实现安全监管，保证蓄电池组的使用安全，在对蓄电池组进行管控时，提高了电池监管的准确性，通过对信息交互平台中的信息进行筛选梳理，及时地发现电池健康状况差的蓄电池组，通过权限控制禁止带有故障的蓄电池组投入运行，保证了蓄电池使用过程的安全。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，包括电池健康监管单元、运行环境检测单元、电池状态检测单元、运行过程监管单元和信息交互平台，所述运行环境检测单元能够获取到电池所处空间环境温度，并将环境温度发送至信息交互平台；

所述电池状态检测单元能够获取到电池运行温度，并将电池运行温度发送至信息交互平台；

所述运行过程监管单元能够通过信息交互平台获取到环境温度、电池运行温度，并对环境温度和电池运行温度进行电池运行安全分析，根据分析结果生成电池运行结果，并将电池运行结果反馈至信息交互平台；

所述电池健康监管单元获取到电池运行结果，并对电池运行结果进行标准化分析，根据分析结果生成电池健康结果，并将电池健康结果发送至信息交互平台；

所述信息交互平台在蓄电池组运行前获取到电池健康结果，并对电池健康结果进行判断，若电池健康结果不符合电池安全运行要求，则在启动前生成预警提醒，所述信息交互平台在电池运行过程中收到电池健康结果后，对电池健康结果进行判断，若电池健康结果不符合电池运行下限，则生成警报提醒。

2.根据权利要求1所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述运行环境检测单元在获取到电池所处空间的环境温度包括静止温度、工况温度和冷却温度，在电池未运行的时间对环境温度进行采集，并记录为静止温度，在电池运行结束瞬间进行采集，记录为工况温度，在电池运行结束后经过一个间隔时间进行采集，记录为冷却温度，其中间隔时间为提前预设的时间段。

3.根据权利要求1所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述电池状态检测单元获取到的电池运行温度包括初始温度、运行温度和温升幅度，在电池运行前对电池温度进行采集，记录为初始温度，在电池运行过程中以预设的间隔对电池温度进行持续采集，记录为运行温度，所述电池状态检测单元以初始温度为起点，依次计算每两次相邻采集点之间的温度差，记录为温升幅度，并将温升幅度发送至信息交互平台。

4.根据权利要求2所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述运行过程监管单元获取到环境温度，并计算工况温度和冷却温度之间的差值，将差值记录为冷却幅度T1，计算工况温度和静止温度之间的差值，并将差值记录为环境变化幅度T2，计算冷却温度和静止温度之间的差值，记录为回降幅度T3，通过公式分析计算环境冷却特征值X，其中q为预设的权重系数，q＜1，a为预设的干扰常数；

所述运行过程监管单元将冷却特征值X与预设的冷却阈值进行对比，若冷却特征值X小于预设的冷却阈值，则生成冷却效率过低信号，若冷却特征值X大于预设的冷却阈值，则生成冷却效率合格信号。

5.根据权利要求3所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述运行过程监管单元获取到电池运行温度后，对电池运行温度进行阈值分析，若每一组电池运行温度均在预设的运行温度范围之内，则生成运行温度正常信号，若存在至少一组电池运行温度位于预设的运行温度范围之外，则将位于预设的运行温度范围外的电池运行温度记录为超标温度；

所述运行过程监管单元获取超标温度的采集时间，并根据超标温度的采集时间确定位于超标温度前方的温升幅度，若温升幅度为异常温升，则生成升温异常信号，若温升幅度为正常温升，则生成升温正常信号。

6.根据权利要求5所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述运行过程监管单元将初始温度记录为t1，将运行温度记录为t2，通过公式分析计算预计运行温度y，k＝k1～k2，其中，k为预设的权重系数，当取值为k1时，为预计运行温度的下限值，k取值为k2时，为预计运行温度的上限值，k1＜k2；

所述运行监管单元确定温升幅度为异常温升或正常温升的方法包括以下步骤：

一：获取到环境冷却特征值X、温升幅度和运行温度，其中运行温度为温升幅度前一采集时间点的数据，温升幅度为位于超标温度前方的采集时间点的数据；

二：通过公式计算获取到正常温升范围b，其中w为预设的权重系数；

三：将温升幅度与正常温升范围b进行对比，若温升幅度小于正常温升范围，则为正常温升，若温升幅度大于正常温升范围b，则为异常温升。

7.根据权利要求1所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述运行监管单元将冷却效率过低信号、冷却效率合格信号、超标温度、运行温度正常信号、正常温升和异常温升作为电池运行结果发送至信息交互平台。

8.根据权利要求1所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，所述电池健康监管单元获取到电池运行结果后，若电池运行结果同时具有冷却效率过低信号、超标温度、异常温升后，向信息交互平台发送电池高危信号，若电池运行结果具有冷却效率过低信号、超标温度或异常温升中的其中一组或两组时，生成电池低危信号，若电池运行结果未生成冷却效率过低信号、超标温度和异常温升时，生成电池正常信号，其中，电池正常信号、电池低危信号和电池高危信号为电池健康结果。

9.根据权利要求1所述的一种适用于独立式蓄电池组的运行安全智能管控系统，其特征在于，在电池启动前，所述信息交互平台获取到电池高危信号时，禁止蓄电池进入工作状态，同时生成高危预警，在获取到电池低危信号时，生成低危预警，获取到电池正常信号时，不作出反应；

在电池运行中，所述信息交互平台获取到电池高危信号时，生成高危警报，同时生成停机提醒，获取到电池低危信号时，生成低危预警，同时生成停机提醒，获取到电池正常信号时，不作出反应。